Geri Dön

Seçici lazer sinterleme eklemeli imalat yöntemiyle termoplastik matrisli kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu

Fabrication and characterization of thermoplastic composites by selective laser sintering additive manufacturing method

  1. Tez No: 885609
  2. Yazar: UMUT CAN CİNGÖZ
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ALPTEKİN KISASÖZ, DR. ÖĞR. ÜYESİ BURÇİN ÖZBAY KISASÖZ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Malzeme Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 98

Özet

Seçici Lazer Sinterleme (SLS) yöntemi, termoplastik polimerlerin ve polimer kompozit malzemelerin eklemeli üretim için umut verici bir tekniktir. Poliamid ailesi, SLS için en yaygın kullanılan matris malzemesi olarak bilinmektedir. Polimer matrisin fiziksel, mekanik ve tribolojik özelliklerini geliştirmek için çeşitli katkı maddeleri kullanılmaktadır. Bu çalışmada, PA 11 ve PA 12 matrisli kompozitler, %10 ve %20 içi boş seramik mikroküre takviyesi ile SLS yöntemi kullanılarak üretilmiştir. İçi boşluklu yapıya sahip ve mikron boyutlarındaki katkıların ilavesiyle elde edilen kompozitlerde hafiflik, mekanik ve tribolojik özelliklerin değişimi incelenmiştir. Seramik mikroküre katkılı kompozit numuneler özellikle hafiflik sağlamak amaçlı geliştirilmiştir. Ayrıca, mekanik özelliklerden de fazla ödün verilmemiştir. Üretim öncesinde, polimer matrisler ve seramik katkı maddeleri kuru karıştırma yöntemi kullanılarak döner tamburda karıştırılmıştır. Daha sonra, toz karışımının termal özelliklerini karakterize etmek için Diferansiyel Tarama Mikroskobu (DSC) ve Termogravimetrik Analiz (TGA) yoluyla termal analiz yapılmıştır. Üretim parametreleri SLS üretiminde çok önemli bir rol oynamaktadır. Katkısız PA 11 ve PA 12 ile kompozit karışımlar SLS yöntemiyle farklı lazer gücü, lazer tarama hızı ve lazer tarama mesafesi gibi parametrelerle üretilmiştir ve farklı enerji değerlerinin fiziksel, mekanik ve tribolojik özellikler üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Sinterlenmiş numunelere çekme, darbe, üç nokta eğme ve aşınma testleri uygulanmış ve mekanik özellikleri incelemek amacıyla çekme ve darbe testi numunelerinin kırılma yüzeyleri incelenmiştir. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda, 12 farklı parametre içinden mekanik testler için 2 parametre seçilmiştir. Poliamid yapıya ilave edilen katkılarla yoğunluk değerlerinde %10'a kadar bir azalma tespit edilmiştir. Bununla birlikte elde edilen yoğunluk azalması mekanik dayanımda belirgin bir düşüşe neden olmamıştır. Ayrıca katkı ve enerji yoğunluğu arttıkça uzama değerlerinde ve elastisite modülünde artış sağlanmıştır.

Özet (Çeviri)

Selective Laser Sintering (SLS) holds promise as a technique for additively manufacturing thermoplastic polymers and polymer composite materials. The polyamide family is widely recognized as a primary matrix material for SLS, with various additives used to enhance the physical, mechanical, and tribological properties of the polymer matrix. In the context of this study, composites featuring PA 11 and PA 12 matrices were produced using the SLS method with 10% and 20% hollow ceramic microsphere reinforcement. The investigation focused on the changes in lightweight, mechanical, and tribological properties resulting from the addition of micron-sized additives with a hollow structure. This study also involved the development of ceramic microsphere-doped composite specimens specifically aimed at lightweighting, with minimal compromise to mechanical properties. Prior to production, the polymer matrices and ceramic additives were blended in a rotary drum using a dry mixing method. Subsequently, thermal analysis utilizing Differential Scanning Microscopy (DSC) and Thermogravimetric Analysis (TGA) was carried out to characterize the thermal properties of the powder blend. Furthermore, the influence of production parameters, including laser power, laser scanning speed, and laser scanning distance, on physical, mechanical, and tribological properties was investigated through the production of composite blends with undoped PA 11 and PA 12 using SLS with varying energy values. A series of tests including tensile, impact, three-point bending, and abrasion tests were conducted on the sintered specimens to assess their mechanical properties. The fracture surfaces of the tensile and impact test specimens were then examined. Through the experimental studies, two parameters were chosen for mechanical testing out of twelve different parameters. It was observed that the addition of additives to the polyamide structure resulted in a reduction of up to 10% in density values, without causing a significant decrease in mechanical strength. Moreover, an increase in doping and energy density led to higher elongation values and modulus of elasticity.

Benzer Tezler

  1. Manufacturing and characterization of polymer composites by using selective laser sintering 3D printing method

    Seçici lazer sinterleme 3D baskı yöntemiyle polimer kompozitlerin üretim ve karakterizasyonu

    BURÇİN ÖZBAY

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İBRAHİM ERSİN SERHATLI

  2. Development of in-situ thermal monitoring system for selective laser sintering (SLS) to evaluate nesting design

    Seçici lazer ile sinterleme (SLS) yönteminde üretim planı tasarımını değerlendirmeye yönelik in-situ termal görüntüleme sistemi geliştirilmesi

    DEHA ÜNAL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Makine MühendisliğiSabancı Üniversitesi

    İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT BÜYÜK

  3. Filament eritme yöntemiyle üretilen PA12 ile ticari PA12'nin morfolojik, termal ve mekanik özelliklerinin karşılaştırılması

    Comparison of the morphological, thermal and mechanical properties of PA12 produced by filament melting method and commercial PA12

    SERBAY BEKTAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Polimer Bilim ve TeknolojisiMarmara Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MÜNİR TAŞDEMİR

  4. Özel geometriyle pürüzlendirilmiş ve hafifletilmiş kalça implantının tasarımı ve lazer sinterleme yöntemi ile imalatı

    The design of roughened and lightened hip implant with special geometry and manufacturing by laser sintering method

    YUNUS EMRE DELİKANLI

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    BiyomühendislikSüleyman Demirel Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET CENGİZ KAYACAN

  5. Co-Cr alaşımının eklemeli imalat ve basınç destekli sinterleme ile üretimi ve karakterizasyonu

    Production and characterization of Co-Cr alloy by additive manufacturing and pressure-assisted sintering

    MERTCAN KIRAÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Metalurji MühendisliğiKocaeli Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. RIDVAN YAMANOĞLU

    DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN ÖZER